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1、仪器防护及使用注意事项 主讲：林胜辉,一、仪器使用的注意事项 二、频谱分析仪和信号发生器的使用规范 三、网络分析仪的基本原理及使用规范,一、仪器使用的注意事项,仪器设备是公司进行生产经营的主要工具,它的精度直接影响着公司的产品质量。公司的仪器设备大多精贵，且使用率较高，若损坏一台精贵仪器，公司不仅要承担昂贵的维修费，而且也影响着公司生产的有序进行，其间接经济损失无法估计。 为了保证仪器设备的精度和防止仪器设备人为损坏，我们在使用仪器设备时，要注意以下一些使用与维护注意事项：,1、初次使用某仪器设备之前，应首先仔细阅读使用手册或由相关人员指导、培训，以了解其主要功能、操作规范及使用注意事项。仪器
2、操作人员在单独操作前必须取得相应仪器型号的操作资格证。,2、静电防护： 电子仪器（尤其是微波测量仪器设备）对静电非常敏感，应采取严格的静电防护措施（特别是对于仪器的输入输出端口）。（公司以前有多台仪器因静电而损坏，超过100V静电可能会损坏仪器灵敏度性能）。仪器操作一般要求：防静电工作台、座椅、穿防静电服、防静电手腕。,人体在未做有效的防静电措施的情况下，身体和衣服上经常带1000V到5000V的静电。只要构成通路，积累的静电就会放电，由于在极短的时间内释放出大量的能量，常常导致电路元件损坏，因为这种放电通常大大超过许多电路元件所能承受的极限。安装在印刷电路板上的器件因静电引起损坏的危险性更大
3、，因为每一根印刷线或导线都是连接几个元件通路，对这根线放电立即影响几个以上的器件。 据测试，人感觉不到35004000V以下的静电，现代许多高速超规模集成电路碰到仅几十伏的或更低的静电就会被损坏。,相对湿度对静电产生的影响:,3、所有仪器和待测产品必须接地良好： 如果某一设备（仪器）未接地或地线接触不良，会造成设备端口带电，这对于功率探头、信号源输出口、频谱仪输入输出端口及HPIB、GBIP端口是致命的，可在该端口与其它设备相连的瞬间放电损坏内部电路（输入衰减器ATT、混频器、放大器、或输入电路等），造成较大的经济损失。CRT显示的仪器后面都有专门的接地端,有的仪器则没有。仪器的接地保证,国外
4、都是通过三芯电源插头插座的接地端与地相连.但目前实际使用的电源插座质量不合格或接触不良,没法保证接地,所以要求所有仪器设备都必须另接地线，与地网相连。特别是有时根据需要，仪器需在各岗位之间调用，要注意别忘接地线。,4、有些仪器内部采用直流耦合（主要是频谱仪），禁止叠加有直流成分的信号输入，在各仪器上都有最大允许直流的标识，否则易造成内部电路损坏。在使用直流电源的同时，注意不要有意或无意的将电压引线搭接到测试台上（特别是多路输出电源不暂不用的引线）。,输入衰减器,频谱分析仪的基本原理图：,直流耦合形式：,预选/低通滤波器,晶振,输入衰减器,混频器,中频放大器 滤波器RBW,本振,Input si
5、gnal,耦合电容,交流耦合:测试频率10KHz以上 直流耦合:测试频率30Hz以上,5、禁止输入超过仪器允许范围的信号（频谱仪、功率计的输入口输入功率不得超过其允许的范围）。特别是测试放大类模块或设备时，必须在其输入口串接合适的衰减器（尽量大些），串接衰减器大小要考虑到可能产生的自激情况。（损坏ATT、第一级混频等）。,图一,因此操作时要注意:1.算产品在多大输入信号时起控；2.注意加信号从小信号加起；3.先开机稳定后再加信号，免冲击和自激，先接输入口电缆等；4.测大信号需接二个衰减器(20dB+30dB)时，注意按功率大小时接的顺序。5.功率与电平估算。 使用网络分析仪测试有源产品的传输参
6、数（如时延，增益或选择性等）时，必面在仪器的二个端口均串接合适的衰减器进行保护。,6、频谱仪TG、信号源输出口、噪声源探头等反向保护能力差（1015dBm,电压0V或10V）。公司大多模块与整机都是双工（上下行收发使用用不同的频率，收发同时进行），所以在测试双工类放大器模块或设备时，为了防止反馈信号对仪器的损坏，必须在信号源、频谱仪跟踪源（TG）等输出口串接相应频段的隔离器或合适的衰减器，且要定期对隔离器的好坏进行检查，保证隔离器的反向衰减20dB(60W)。（检查方法;隔离器只能隔离高频，不能隔直流；使用TG在其工作频带内检查）,.,频谱仪保护示意图,图二,使用网络分析仪测试双工有源产品的反
7、射参数（驻波比或回波损耗等）时，为防止双工产品反向信号对网络分析仪造成损坏，必须在测试双工产品上行驻波比时断开其下行电缆（或断开功放电源供电），测试下行驻波比时断开其上行电缆（或断开功放电源供电）；,7、对仪器端口的保护。 在仪器的输入输出端口接电缆、转接头、隔离器或衰减器时，要注意对端口的保护，以免造成接头松动或接触不良，影响测量精度。网络分析仪更应注意接头维护。 现代电子测量技术发展使得微波接头和连接技术比以往任何时候都更为重要.微波接头尺寸很小,机械公差极为严格.表面任何小的缺陷或损伤,甚至污垢都可能明显降低测量精度.,8、不要带电插拔电源及搬动仪器，带电插拔HPIB、GPIB电缆，因此
8、接打印机、鼠标键盘等，要在开机前进接，若需打印可先用软盘保存，再在电脑上打印,9、仪器的左右，特别是后部要与其它物体要保存持一定的距离来散热10cm（直流电源及其它带电和磁性的物体不要靠近仪器。） 10、公司有些仪器在待机状态时（Standby）如E4432B信号源、FSP频谱仪、频率计,内部部分电路并未断电，长时间不用或下班时，必须拔电源线或给电源插座断电关机。在现场，经常发现有未关的现象。,11、在使用前须对仪器状态进行检查并记录，以便及时发现问题和提供可追溯性。为了保证测试准确度，仪器在使用或校准前，需预热半小时以上。 12、在仪器使用过程中，须合理设置参数。当发现有自激时，应先立即断电
9、、关信号，检查仪器及隔离器好坏。不可将手腕搭在衰减器上操作仪器。,13、所有仪器设备应工作于适宜的温湿度环境下(0+50、小于85%)，并要避免灰尘环境和阳光直射，且远离震源、水源和腐蚀性气体，搬运仪器时要使用仪器专用车等。,图三,另外，有些仪器设备有其特殊的维护及使用要求，我们在使用之前都应进行了解，并在操作过程中加以注意，只有这样才能做到防患于未然。,二、频谱分析仪和信号发生器使用规范,1、操作人员要求及接地检查： 11仪器操作人员需经过相关培训并取得仪器操作资格证书。操作时需配带防静电腕带，身着防静电服。 12仪器交流供电的电源线使用三芯电源线，并确保供电电压在AC 220V+5% -1
10、0% (198250V)范围内,零线与地线之间电压不能超过2V。 13 检查仪器接地，确保仪器良好接地，可使用万用表测量仪器端口对地电阻，仪器端口对地电阻要求小于0.5欧。,2、测试前仪器状态检查： 21仪器开机后，观察有无错误提示或告警信息，若有立即通知仪器管理人员处理；,图四,22检查信号源输出口电平及频响： 使用电缆将信号发生器的输出端口与频谱仪的输入口相连接，设置信号发生器频率为某一较低频点（如800MHz），改变信号发生器的输出电平（如从+10dBm-60dBm以10dB步进改变），观察频谱仪检测的对应频率和电平；改变信号发生器的频率为某一较高频点（如2GHz），重复上述操作。若测量
11、电平值在1dB范围内(不包括电缆损耗)，则为正常,23检查频谱仪输入口检测电平及ATT： 连接同2.2, 保持信号发生器的输出电平(如-30dBm)和某一较低频率不变，改变频谱仪的参考电平（使ATT从0 dB到最大），观察频谱仪输入口检测的电平读数变化；改变频率为某一较高频率，重复上述操作，若电平变化值在1dB范围内，则为正常。,仪器检查的连接方法:,图六,图七,24检查跟踪源TG： 将频谱仪的跟踪源（TG）口用电缆同频谱仪的输入口相连接，频谱仪复位为全频段，改变TG输出信号大小（从0dBm至最低），观察频谱仪屏幕的扫迹线，若扫迹线为对应TG输出电平值0.5dB的一条直线，则为正常；,25若上
12、述检查结果均为正常，需在仪器日常维护卡上记录，然后使用仪器；若检查发现异常，立即停止使用仪器，通知本部门或质管部仪器管理人员对仪器进行检查分析，并在仪器日常维护记录卡上记录异常情况。,3、检查测试所需的隔离器和衰减器等附件： 31选择隔离器并检查： 311为防止反向信号损坏频谱仪TG口，必须在TG输出口串接相应频段的隔离器（额定功率60W）或衰减器进行保护，测试高功率或高增益产品时须串接二个，并定期检查其好坏；,图十,312正向插损检查：将隔离器正向输入口接到频谱仪扫频输出口（TG口），使用测试电缆将隔离器输出口与频谱仪输入口连接起来，频谱仪SPAN设为隔离器工作带宽，让TG信号正向通过隔离器
13、，测其插损，若插损值0.5dB(不包括电缆损耗)，则为正常。 反向隔离度检查：将隔离器正向输入口接在频谱仪输入口，使用测试电缆将频谱仪扫频输出口与隔离器输出口连接起来，频谱仪SPAN设为隔离器工作带宽，让TG信号反向通过隔离器，测其衰减值，若在其工作带宽内衰减值均20dB,则隔离器合格，可使用；否则不合格，应停止使用并标示状态。,32选择合适衰减器并检查： 321频谱仪输入口不允许有超过其最大承受电平的信号输入，为防止损坏，必须在其输入口串接合适的衰减器（包括额定功率和标称衰减值）； 322串接衰减器原则，为使到达频谱仪输入口的信号小于0dBm：当待测产品最大输出功率P1W时，选用指标30dB
14、 /25W的衰减器，当1WP010W时,选用指标40dB /50W的衰减器，当10WP040W时，选用指标50dB/100W以上的衰减器。,323衰减器检查：将衰减器接在频谱仪的输入口，频谱仪频宽设为3GHz,使用TG输出信号检查衰减器的衰减值是否正常，并检查其N型接头是否良好。,图十一,4、校表： 41功率校表： 在频谱仪输入口接上合适的衰减器，使用电缆1与信号发生器输出口连接起来，设置信号发生器频率为测量的中心频率，电平为0dBm, 根据衰减值设置频谱仪电平偏移值,使电平读数为0dBm。 42增益校表： 在信号发生器的输出口串接二个隔离器，连接电缆2，并使用一个直通头将电缆1与电缆2连接起
15、来，仪器设置同功率校表不变，读取电缆衰减值，记下电缆衰减值。 5、降低信号发生器和频谱仪跟踪源TG的信号电平并关闭，,.,功率校表连接,增益校表连接,图十二,图十三,6、将待测产品可靠接地，并检查待测产品的的电源供电。 7、将电缆2连接测试产品的DT口，电缆1连接测试产品的MT口。 8、打开测试产品的电源开关，待初始化后，检查连接正确后，打开信号发生器射频信号开关。 9、逐步增加信号源输出功率，测试ALC功率； 10、按检验指标要求降低信号源输出（一般回退3dB），测试产品增益，在计算时加上电缆衰减值.,11、设置信号源为双音信号输出，按检验指标要求测试三阶交调。 12、降低信号发生器电平并关
16、闭射频信号开关。 13、关闭测试产品的电源开关，将隔离器和电缆2接到从信号发生器输出口拿开，接到频谱仪TG输出口。,14、检查频谱仪输出口信号是否关闭并降低到较小值，打开测试产品的电源开关，待初始化后，打开TG口开关，按指标要求测试带内波动和BW-3dB（保证在线性工作状态下）。 15、测试完成后降低TG口输出信号并关闭。关闭测试产品的电源开关，拆下电缆，检查仪器状态是否正常,并在”仪器使用记录本”或”仪器日常维护记录卡”上记录使用情况。,三、网络分析仪的使用规范及注意事项,光波与射频信号,网络分析仪能精确测量入射能量、反射能量和传输能量,DUT,入射波,传输波,反射波,光波,射频和微波信号,入射功率,反射功率,传输功率,网络分析仪的基本原理方框图,DUT,接收器,中央处理器,显示器,定向耦合器A,定向耦合器B,
